JPH09295322A - 積層型複合物の製造法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な構造及び形状であって、製造時において
歪みが生ずることがなく、製造コストを低くできる積層
型複合物の製造法及び製造装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】積層型複合物の製造法は、成形物としての
形態を保持している熱溶融樹脂部材と、樹脂粉末成形に
よる熱可塑性樹脂成形物からなる成形部材とを加圧接触
させて両部材を積層複合化させる方法である。積層型複
合物の製造装置は、第一の金型及び第二の金型を接合し
て積層複合化を行わせる装置であって、第一の金型が、
気体通過可能な孔を備える材料により形成の中空立体部
を有するものに形成され、しかも、加圧空気を中空立体
部の内部に導入可能な手段を有するものに構成されてい
る。 【効果】本発明の製造法によれば、ソフト感及び高級感
を有して、製造時に歪みが生じることなく、複雑な形状
の積層型複合物を容易に製造可能である。本発明の製造
装置によれば、そのような製造法を容易に行うことが可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂（特
に、射出成形用の熱可塑性樹脂）の成形物を熱溶融させ
て樹脂粉末成形法による成形物に積層複合させる積層型
複合物の製造法に関する。

【０００２】本発明は、特に、剛性を有するポリオレフ
ィン系樹脂（例えば、射出成形用ポリオレフィン系樹
脂）からなる剛性コア−材を熱溶融させてパウダ−スラ
ッシュ成形法による熱可塑性表皮等に積層複合させるの
に適する積層型複合物の製造法に関する。

【０００３】

【従来の技術】熱可塑性樹脂材をポリウレタン樹脂の架
橋発泡層を接着剤層にして積層複合した積層型複合物
は、工業化されていて、公知になっているものもある。

【０００４】ポリウレタン樹脂層を接着剤層にする公知
の積層型複合物には、柔らかな感触及び高級感を与える
軟質ポリ塩化ビニル樹脂表皮のインスツルメントパネル
及びコンソ−ルボックス等の自動車（特に、乗用車）内
装材がある。

【０００５】その自動車内装材は、軟質ポリ塩化ビニル
樹脂の表皮とポリプロピレン樹脂の内側部材とがポリウ
レタン樹脂架橋発泡層を接着層にして積層複合化され、
それによって、図９に示す複合材料成形物のような形態
に形成されている。

【０００６】なお、積層型複合物の自動車内装材の内側
部材は、一般的には、「芯材」若しくは「コア材」の用
語で特定されていて、それらは同じ意義に使用されてい
る。本明細書においては、便宜上、そのような内側部材
を同じ意義で「コア材」の用語を使用する。従来の積層
型複合物の自動車内装材は、樹脂粉末成形法（代表的に
は、パウダ−スラッシュ成形法）により加工された軟質
ポリ塩化ビニル樹脂の表皮と、射出成形法により加工さ
れたねじ止め部等を有するポリプロピレン樹脂のコア材
とをウレタン注入金型内に置き、ポリウレタン樹脂のプ
レポリマ−を表皮とコア材間に流し込んで加熱炉におい
て加熱してウレタン樹脂を架橋発泡させて積層体にされ
たものである。積層型複合物の自動車内装材のコア材
は、車体に固定可能な構造に形成されている。

【０００７】自動車内装材は一般に複雑な立体状成形物
の積層型複合物である。複雑な立体状成形物はパウダ−
スラッシュ成形法により容易に形成可能であるので、自
動車内装材の成形にもパウダ−スラッシュ成形法が使用
されている。又、自動車内装材の表皮には、柔らかな感
触を得るのが容易である等の理由から軟質ポリ塩化ビニ
ル樹脂成形物が一般に用いられている。

【０００８】パウダ−スラッシュ成形法は、加熱された
金型面上に熱可塑性樹脂粉末を層状に充填して、金型の
熱によりその充填樹脂粉末を熱溶融させて金型面上に樹
脂熱溶融物を形成させ、その後で熱溶融物を冷却固化し
て金型面と相似形状の成形物にする加工法である。パウ
ダ−スラッシュ成形法によれば、熱可塑性樹脂粉末によ
り金型と相似形状の成形物を形成するのが工業的に容易
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】自動車内装材等の従来
の積層型複合物には、下記（イ）〜（ニ）に代表される
種々の問題点があった。 （イ）ポリウレタン樹脂の発泡層を接着剤層にする積層
型複合物においては、表皮及びコア材が分離不能な一体
構造になっている。従って、廃車処分による自動車内装
材の廃棄処分等では、積層型複合物である自動車内装材
を一体として処理せざるを得なかった。

【００１０】そのために、ポリウレタン樹脂の熱分解に
よりシアンガス等の有毒ガスが生じる焼却処分ができ
ず、廃棄処分が困難であるとの問題点があった。更に、
コア材として多く使用されているポリプロピレン樹脂の
リサイクル再使用が不能であるとの問題点があった。 （ロ）ポリウレタン樹脂の発泡層を接着剤層にする積層
型複合物は、ウレタン注入金型内に表皮とコア材を置
き、表皮とコア材との間にポリウレタン樹脂のプレポリ
マ−を流し込んで、それを加熱炉で加熱する煩雑な操作
を伴う工程を含む工程により製造されるので、製造コス
トが高くなり、製造に要する労力も大きいとの問題点が
あった。

【００１１】又、ポリウレタン樹脂自体が高価であるの
で、そのことによっても製造コストが高くなる等の問題
点があった。 （ハ）ポリウレタン樹脂の架橋発泡層を接着剤層にする
従来の積層型複合物においては、ポリウレタン樹脂のプ
レポリマ−の発泡の際に生ずるアミン化合物が表皮の熱
可塑性樹脂に接触して、表皮が変色する若しくは変色し
易くなる等の問題点が生じていた。特に、表皮が軟質ポ
リ塩化ビニル樹脂である自動車内装材等では、アミン化
合物の接触により表皮が容易に変色するとの問題点が生
じていた。 （ニ）ウレタン注入発泡は温度依存性が高く、温度条件
の変化が容易に発泡倍率の変化及びボイドの発生を引き
起こす。そのために、外気温度の僅かな変化に対応し
て、加熱炉内の温度を微妙に調整する必要が生じる等の
精度の高い温度管理が必要となる等の問題点があった。
又、かかる問題点に由来して、ウレタン注入発泡工程で
は、不良率の発生が高いとの問題点があった。

【００１２】又、ポリウレタン樹脂の架橋発泡の際に生
ずる圧力により表皮及びコア材に歪みが生じて、積層型
複合物全体が歪んだ形状になり易く、その架橋発泡に際
して生ずる歪みを無くす適切な方法も提案されていない
との問題点があった。

【００１３】そのために、ウレタン注入金型内でポリウ
レタン樹脂のプレポリマ−を流し込む操作を得て製造さ
れる積層型複合物の製造上の歩留が悪いとの問題点が生
じていた。

【００１４】そこで、前述の問題点を解決する熱可塑性
樹脂の積層型複合物の製造法が本発明者により検討さ
れ、それによって本発明が見いだされた。

【００１５】ここにおいて、本発明は、下記（ｉ）〜
（ｖｉ）の特徴を備える積層型複合物の製造法を提供す
ること、を目的とする。 （ｉ）ソフト感及び高級感を有する表皮の積層型複合物
が製造可能であるとの特徴を備えている、（ｉｉ）複雑
な形状の表皮及び単純な構造のコア材を有してなる積層
型複合物が製造可能であるとの特徴を備えている、（ｉ
ｉｉ）歪みが無いか若しくは著しく少ない積層型複合物
が製造可能であるとの特徴を備えている、（ｉｖ）前記
（ｉ）〜（ｉｉｉ）の積層型複合物がポリオレフィン系
樹脂により製造可能であるとの特徴を備えている。
（ｖ）しかも、前記（ｉ）〜（ｉｖ）の積層型複合物を
高歩留で製造可能であるとの特徴を備えている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第一の本発明（請求項１
に記載の本発明）による積層型複合物の製造法は、成形
物としての形態を保持して金型に装着されていて、か
つ、部分的若しくは全面的に熱溶融している熱可塑性樹
脂の成形物からなる熱溶融樹脂部材と、樹脂粉末成形に
よる熱可塑性樹脂成形物からなる成形部材とを重ね合わ
せ、前記熱溶融樹脂部材を前記部材に向けて加圧して前
記両成形物を圧接させ、それによって前記両部材を積層
複合化させる方法である。

【００１７】第二の本発明（請求項２に記載の本発明）
による積層型複合物の製造装置は、中空立体部を有する
第一の金型と、第一の金型の中空立体部に適合するキャ
ビティを有する第二の金型と備えてなり、前記中空立体
部を前記キャビティに入れて第一の金型及び第二の金型
を接合して積層複合化を行わせる積層型複合物の製造装
置であって、第一の金型の中空立体部が、気体通過可能
な孔を備える材料により形成されていて、しかも、加圧
空気をその内部に導入可能な手段を有するものに構成さ
れていること、を特徴とするのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】第一及び第二の本発明における実
施の形態を図１〜図９に基づいて具体的に説明する。

【００１９】なお、図１〜図９に図示する具体例は、本
発明の好適な具体例ではあるが、本発明に包含される多
種多様な具体例の一例示である。以下の各図において、
同一符号を付したものは同一若しくは同等のものを示し
ている。

【００２０】図１及び図２は、図９に示す積層型複合物
（自動車内装材のインスツルメントパネル）９０を構成
する部材の断面図である。それらの部材は、図３〜図８
に示す本発明の具体例による製造工程において積層複合
化されて図９に示すインスツルメントパネルになる。

【００２１】図１に示す部材は、図９の積層型複合物９
０のコア材１であって、それは凸状立体部２及びフラン
ジ部３からなるもので、射出成形法によるポリプロピレ
ン樹脂の成形物である。

【００２２】図２に示す部材は、積層型複合物９０の中
間部分を構成する中間層（発泡層）２０と表皮２１とか
らなる積層複合部材２２であつて、凸状立体部２３及び
フランジ部２４を有している。

【００２３】図２に示す複合部材２２は、パウダ−スラ
ッシュ成形法により熱可塑性樹脂粉末から表皮２１を成
形後、その内側に直接に熱可塑性樹脂粉末からパウダ−
スラッシュ成形法により熱可塑性樹脂の発泡層２０を形
成して積層複合化されたものである。

【００２４】複合部材２２は、第一の本発明の「成形部
材」の一具体例である。第一の本発明の「成形部材」
は、複合部材２２のように発泡層２０と表皮２１の２層
からなる複合部材が代表的ではあるが、１層からなる部
材であることができる。又、２層からなる複合部材であ
ることも可能である。

【００２５】次に、コア材１及び複合部材２２により積
層型複合物の自動車内装材を製造する工程を説明する。

【００２６】図３はコア材用金型３０の断面図である。
コア材用金型３０は、中空の凸状部３１とフランジ部３
２からなるもので、凸状部３１はコア材１の凸状立体部
２を装着可能な形状に形成されている。フランジ部３２
はその下面に凹部３３が設けられていて、コア材１のフ
ランジ部３（図１参照）が凹部３３内に装着されるよう
になっている。

【００２７】コア材用金型３０は、その内部３４に加熱
手段３５が設けられ、凸状部３１を形成する金型壁面及
び内部３４を加熱できる構造になっている。凸状部３１
を形成する壁面には、多数の小さな孔３６、…３６がそ
の全面に配設されている。

【００２８】しかも、コア材用金型３０は、加圧空気を
開口部３７から内部３４に導入可能なものになってい
る。そのために、コア材用金型３０の凸状部３１は、そ
の内部３３から多数の小さな孔３６、…３６を通じて加
圧空気を外側に吹き出せるようになっている。又、内部
加熱手段３５により加熱した加圧空気を多数の小さな孔
３６、…３６を通じて凸状部３１の外側に吹き出せるよ
うになっている。

【００２９】なお、本発明の「気体通過可能な孔」は、
気体（特に、空気）が通過可能であるならば、孔の形状
及び大きさにおいて任意である。

【００３０】コア材用金型３０は、コア材１の凸状立体
部２をコア材用金型３０の凸状部３１に装着して、コア
材１のフランジ部３を金型３０のフランジ部３２下側の
凹部３３内に入れることによって、コア材１全体がコア
材用金型３０の外側の面に密接状態で装着されることが
可能である（図４参照）。

【００３１】コア材用金型３０のフランジ部３２の接合
面３８は、コア材用金型３０を積層複合化に際して相手
方の金型５０に接合させる際の接合する面となる。さら
に、コア材用金型３０の外側（特に、コア材用金型３０
の凸状部３１の外側）には、外部加熱手段３９が設けら
れていて、コア材用金型３０の凸状部３１及びフランジ
部３２の凹部３３に装着のコア材１の凸状立体部２及び
フランジ部３を部分的若しくは全面的に加熱可能になっ
ている。

【００３２】なお、図３においては、外部加熱手段３９
が、便宜的に、ブロック図で示されているが、加熱手段
は任意の有効な手段であり得る。

【００３３】図４は、コア材１の加熱工程の説明図であ
る。コア材１の加熱工程においては、コア材１の凸状立
体部２がコア材用金型３０の凸状立体部３１に装着さ
れ、かつ、コア材１のフランジ部３がコア材用金型３０
のフランジ部３２の凹部３３に装着される。そして、外
部加熱手段３９によりコア材１が加熱されて、それによ
って、コア材１がその外面から内面に向けて熱溶融状態
になる。

【００３４】なお、熱溶融状態のコア材１は、第一の本
発明の「熱溶融樹脂部材」の一具体例である。

【００３５】第一の本発明の「熱溶融樹脂部材」は、成
形物が全面的に熱溶融している状態のものが代表的であ
るが、部分的に熱溶融している状態であることも可能で
ある。部分的に積層複合化する必要があるからである。

【００３６】そして、コア材１は、熱溶融時において
も、コア材用金型３０上でコア材１としての形態を保持
し得る性能（熱溶融時の形態保持性）を有する熱可塑性
樹脂により形成されているものが適している。熱可塑性
樹脂は、積層複合化されまでの間（すなわち一時的に）
において、その熱溶融時の形態保持性を備えているもの
であれば使用可能である。

【００３７】従って、第一の本発明の「熱溶融樹脂部
材」である熱可塑性樹脂の成形物は、一時的であっても
熱溶融時の形態保持性を保持し得る性質を備えた熱可塑
性樹脂により形成することが可能である。

【００３８】熱可塑性樹脂は、単量体の種類、分子量、
分子量分布及び長鎖分岐及び短鎖分岐その他の因子の相
違により溶融物性が変化する。熱可塑性樹脂は、射出成
形、中空成形若しくはフィルム成形に使用するもので
は、その成形方法の相違に由来して、溶融物性の流動性
その他の性質が相違している。

【００３９】第一の本発明に使用する熱可塑性樹脂は、
熱溶融時の形態保持性に加えて、積層複合化の条件に適
合した物性（例えば、溶融物性の流動性等）を有するも
のを用いるのが適している。

【００４０】コア材１は、例えば、射出成形用の熱可塑
性樹脂であって、溶融粘性が大きいものにより成形する
のが適していることが本発明において見いだされてい
る。

【００４１】又、コア材１は、射出成形用の熱可塑性樹
脂がポリオレフィン系樹脂（代表的には、ポリプロピレ
ン樹脂）により形成される場合には、積層複合化が容易
になることも本発明において見いだされている。

【００４２】本発明において使用可能な熱可塑性樹脂と
しては、例えば、ポリエチレン（低密度、高密度、線状
低密度）、エチレン共重合樹脂、ポリプロピレン、プロ
ピレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル共
重合樹脂、アクリル酸共重合樹脂、アクリル酸エチル共
重合樹脂、ポリスチレン若しくはアクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合樹脂等がある。

【００４３】図５は複合部材用金型５０の断面図であ
る。複合部材用金型５０は、そのキャビティ５１が複合
部材２２（図２参照）の外面と同じ形状に形成されてい
る。又、金型５０には、スライドコア−５２が設けられ
ていて、それによって、複合部材２２のキャビティ５１
への装着及び積層型複合物のキャビティ５１からの脱離
が容易になっている。

【００４４】図６は複合部材２２が複合部材用金型５０
に装着されている状態を示す説明図である。複合部材２
２は、その外面と同じ形状のキャビティ５１に装着され
ている。そのために、内側から複合部材２２に圧力が付
加されても、複合部材２２の形状は変化するこがなく、
外面がキャビティ５１と同一形状の積層型複合物９０が
形成される。

【００４５】コア材１と複合部材２２との積層複合化に
際しては、コア材用金型３０をそのフランジ部３２の接
合面３８と複合部材用金型５０の接合面５３とを重ねて
合わせて両金型３０、５０を気密的に接合させて、加熱
により熱溶融状態になっているコア材１をキャビティ５
１に装着の複合部材２２に重ね会わせる。

【００４６】図７は、コア材用金型３０と複合部材用金
型５０とが気密的に接合している状態を示す説明図であ
る。両金型３０、５０の接合状態にあっては、コア材１
及び複合部材２２が全体的に重なった状態になってい
る。

【００４７】図７に示す接合状態において、加圧空気
が、開口部３７からコア材用金型３０の内部３４に導入
されて、コア材用金型３０を構成する中空凸状部３１の
部材の壁面の多数の小さな孔３６、…３６を通って中空
凸状部３１の外面に装着されている熱溶融状態のコア材
１を内側全面を均一圧力により押圧する。

【００４８】そのために、熱溶融状態のコア材１は、複
合部材２２の内面（すなわち、コア材１に接している
面）の形状に適合するように変形し、かつ、コア材１と
複合部材２２の接合面では、熱可塑性樹脂同士が一体と
なって積層複合化が行われる。図７に示す説明図では、
コア材１の先端部分とそれに対応する複合部材２２の窪
みとの形状が若干に相違するために、空間７０が発生し
ている。

【００４９】しかし、加圧空気により熱溶融状態のコア
材１が複合部材２２に向けて押圧する場合には、コア材
１が複合部材２２に全面均一に積層複合化が行われる。
その後で、積層複合化されたものを強制的若しくは自然
的に冷却して、積層型複合物９０が得られる。

【００５０】コア材用金型３０の壁面に配設する空気通
過用の孔は、空気圧、熱可塑性樹脂の熱溶融条件、複合
部材２２のコア材１と接合させる熱可塑性樹脂の熱的条
件等により、その大きさ、形態及び数等を決めることが
可能である。

【００５１】なお、コア材１と複合部材２２との積層複
合化については、それらの以外の様々な態様で行うこと
が可能である。

【００５２】例えば、複合部材２２の発泡層２０も加熱
溶融して、それによって、熱溶融状態にある材料（すな
わち、コア材１及び発泡層２０）を積層複合化して、コ
ア材１と複合部材２２とが強固に結合した積層型複合物
に形成すること等が可能である。

【００５３】図８は、図７で得られた積層型複合物９０
（図９参照）の脱型工程を示す説明図である。

【００５４】積層型複合物９０の脱型に際しては、スラ
イドコア−５２を外側に引いて積層型複合物９０を上方
に引き出すのを容易にして、コア材用金型３０を複合部
材用金型５０から分離して取り出される。

【００５５】なお、本発明においては、本発明の目的に
沿うものであって、本発明の効果を特に害さない限りに
おいては、本発明の部分的な変更及び改変は任意であっ
て、いずれも本発明の範囲である。

【００５６】

【発明の効果】第一の本発明による積層型複合物の製造
法によれば、下記（１）〜（３）の効果が得られる。 （１）積層型複合物の外側の面及び中間層には、樹脂粉
末成形法（特に、パウダ−スラッシュ成形法）により熱
可塑性樹脂から形成の成形部材が用いられるので、表面
がソフト感及び高級感を有する積層型複合物にするのが
容易である。 （２）熱溶融部材と熱可塑性樹脂の成形部材とを重ね合
わせて積層複合化が行われるので、複雑な形状の積層型
複合物を容易に製造することができ、かつ、積層型複合
物にしても、積層型複合物に歪みが生じることがない。 （３）重ね合わせて積層複合化するので、高歩留で積層
型複合物を製造可能である。

【００５７】第二の本発明による積層型複合物の製造装
置によれば、第一の金型の中空立体部を気体通過可能な
孔を備える材料により形成し、加圧空気をその内部に導
入可能な手段を有するものに構成することにより、前記
（１）〜（３）の効果が得られる積層型複合物の製造を
容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合成形物のコア材の断面図である。

【図２】複合成形物の中間層及び表皮の断面図である。

【図３】コア材用金型の断面図である。

【図４】コア材の加熱工程を示す説明図である。

【図５】複合部材用金型の断面図である。

【図６】複合部材が複合部材用金型に装着されている状
態を示す説明図である。

【図７】コア材用金型と複合部材用金型との接合状態を
示す説明図である。

【図８】積層型複合物の脱型工程を示す説明図である。

【図９】自動車内装材のインスツルメントパネルの斜視
図である。

【符号の説明】

１ コア材 ２ 凸状立体部 ３ フランジ部 ２０ 発泡層 ２１ 表皮 ２２ 積層複合部材 ２３ 凸状立体部 ２４ フランジ部 ３０ コア材用金型 ３１ 中空凸状部 ３２ フランジ部 ３３ 凹部 ３５ 加熱手段 ３６ 孔 ３７ 開口部 ３８ 接合面 ３９ 外部加熱手段 ５０ 複合部材用金型 ５１ キャビティ ５２ スライドコア− ９０ 積層型複合物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 45/00 Ｂ２９Ｃ 45/00 65/70 65/70 Ｂ２９Ｄ 9/00 Ｂ２９Ｄ 9/00 Ｂ３２Ｂ 27/00 Ｂ３２Ｂ 27/00 Ｚ // Ｂ２９Ｌ 9:00 31:58

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形物としての形態を保持して、かつ、部
   分的若しくは全面的に熱溶融している熱可塑性樹脂の成
   形物からなる熱溶融樹脂部材と、樹脂粉末成形法による
   熱可塑性樹脂成形物からなる成形部材とを重ね合わせ、
   前記熱溶融樹脂部材を前記部材に向けて加圧して前記両
   成形物を圧接させ、それによって前記両部材を積層複合
   化させる積層型複合物の製造法。
2. 【請求項２】中空立体部を有する第一の金型と、第一の
   金型の中空立体部に適合するキャビティを有する第二の
   金型と備えてなり、前記中空立体部を前記キャビティに
   入れて第一の金型及び第二の金型を接合して積層複合化
   を行わせる積層型複合物の製造装置であって、第一の金
   型の中空立体部が、気体通過可能な孔を備える材料によ
   り形成されていて、しかも、加圧空気をその内部に導入
   可能な手段を有するものに構成されていること、を特徴
   とする積層型複合物の製造装置。